2 - Zvarni spoji

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

ZVARNI SPOJI Zvarni spoji spadajo med nerazstavljive spoje in jih uporabljamo predvsem za spajanje nosilnih strojnih delov in konstrukcij. Poglavje je namenjeno spoznavanju osnov zvarnih spojev in različnih postopkov varjenja kovin in umetnih snovi. Prikazane so vrste zvarov in zvarnih spojev ter načini njihovega pravilnega oblikovanja. V zaključku je naveden postopek trdnostnega preračuna talilnih zvarnih spojev v splošnem in posebej točkovnih zvarnih spojev.

Beležke:

41

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

Varjenje - spajanje kovinskih ali nekovinskih delov s termičnimi postopki taljenja ali mehčanja na mestu spoja z ali brez dodajnega gradiva. Zvar - območje v katerem je nastala spojitev z varjenjem. Zvarni spoj - zvar in stični deli varjencev. teme zvara

sprememba mikrostrukture osnovnega gradiva

zvar

koren zvara

toplotno vplivano področje (TVP)

Beležke:

42

osnovno gradivo ali varjenec

pod 720°C (za jeklo)

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Prednosti in slabosti zvarnih spojev

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

Prednosti: • nosilnost enaka ali le malo manjša od nosilnosti osnovnih gradiv, • čelni zvari omogoča primernejše oblikovanje zvarjenih delov, • do 50 % lažji in cenejši postopek izdelave konstrukcij, • zaradi gladkih površin lažja naknadna obdelava proizvoda, • gospodarnost pri majhnem številu zvarjencev in velikih kosih, • izmet varjencev majhen, ker so velike možnosti za popravilo. Slabosti: • spajamo lahko le gradiva, ki imajo enako ali sorodno sestavo, • neenakomerno krčenje in raztezanje varjencev med spajanjem zaradi lokalnega segrevanja, kar povzroči dodatne notranje napetosti, • potrebna ustrezna priprava zvarnega mesta, • ustrezna razvrstitev zvarov po legi in zaporedju izvajanja, • majhna sposobnost dušenja vibracij in slaba odpornost proti koroziji. Beležke:

43

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Nastanek zvarnega spoja

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

Zvarni spoji temeljijo na kohezijskih silah v zvaru, saj po zvaritvi zvarni spoj predstavlja nerazdružljivo celoto. Postopke varjenja v osnovi delimo na: • varjenje s toplotno energijo (talilno varjenje), • varjenje z mehansko energijo, toplo ali hladno. Po namenu delimo varjenje v: • zvarjanje – spajanje dveh ali več delov z zvarnim spojem, • navarjanje – nanašanje dodajnega gradiva na osnovno gradivo.

Beležke:

44

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Varjenje s toplotno energijo

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

Stične dele varjencev ter dodajno gradivo segrevamo na delovno temperaturo varjenja, ki je višja od tališča gradiva varjencev. Pri tem pride do zlitja taline osnovnega in dodajnega gradiva, ki po strditvi tvori nerazstavljivo zvezo med spojenimi deli. teme zvara

sprememba mikrostrukture osnovnega gradiva

zvar

koren zvara

toplotno vplivano področje (TVP)

Beležke:

45

osnovno gradivo ali varjenec

pod 720°C (za jeklo)

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Načini talilnega varjenja

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

• plamensko varjenje,

Plamensko varjenje

• obločno varjenje, • varjenje pod žlindro,

Varjenje s svetlobnim snopom

• aluminotermično varjenje, • varjenje z elektronskim snopom, • varjenje z laserjem, • varjenje s plazmo, • varjenje s svetlobnim snopom.

Obločno varjenje

Beležke:

46

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Načini uporovnega varjenja

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

• soležno (a) in soležno obžigalno (b) varjenje, a)

b) pred varjenjem

F

F

F po varjenju

a varjenec

b vpenjalna naprava

c vir električne energije d zvar

Beležke:

47

e reža

f žmula

g greben

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Načini uporovnega varjenja

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

• prekrivno točkovno varjenje - dvostransko (a), enostransko (b), a)

F

b) a b c d

F

varjenec valjasta elektroda vir električne energije zvar

F

F F

F

• prekrivno bradavično varjenje - dvostransko (a), enostransko (b), a)

pred varjenjem

po varjenju

b)

F

pred varjenjem

F

F

F a varjenec

b elektroda

po varjenju

F

F c vir električne energije

Beležke:

48

d zvar

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Načini uporovnega varjenja Fakulteta za strojništvo

• prekrivno kolutno varjenje, a)

F

F

b) a b c d

varjenec kolutna elektroda vir električne energije zvar

F

F

zvarjanje pločevin

navarjanje tanke folije

• visokofrekvenčno induktivno varjenje.

Beležke:

49

______________________________

Zvarni spoji

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Primernost varilnih postopkov

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

Osnovno gradivo

Ogljikova jekla

Debelina varjenca

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 4 5 6 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

elektroda

gola

9 9 9

oplaščena

9 9 9 9 9

pod prahom

9 9 9 9 9

JL 9

T S,N,T

Al in Al-zlitine Cu in Cu-zlitine

9 99 9

99 9 9 9

99 9 9 99 9 9 9

99

• 9 9 •

9 99 9

9 9 99 99 9 9 99 9 9 9 9 99 99 9

MIG

9 9 9 9

9 9 9

9

9 99 9

MAG TIG

9 9 9 99 9

9 9 9 99 9

9

9 9 99 9 99 9 9

9 • • •

9 9 9 9 9

99 9 9

99 9

99 9 9

99 9

točkovno 9 9 9

99 9

99 9

99

kolutno

99

99

• •

Elektronski snop Uporovno varjenje

99 9 9

9 9 9 9

oplaščena B

zaščitni plin

Obločno varjenje

Plamensko varjenje 9 9 9 9

Legirana jekla

obžigalno

99 9 9 9 9 9

9 9 9 99 99 9 9 99 9

9 9 9 9 9

9 9 9 9 •

Legenda: JL – jeklena litina T – temprana litina S – siva litina N – nodularna litina Al – aluminij Cu – baker Debelina varjenca: 1 – ≤ 1 mm 2 – 1…3 mm 3 – 3…6 mm 4 – 6…15 mm 5 – 15…40 mm 6 – > 40 mm 9 – možno variti • – možno variti samo Cu-zlitine

Beležke:

50

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Načini varjenja z mehansko energijo • hladno varjenje s silo, • toplo varjenje s silo, • varjenje s trenjem, • varjenje z ultrazvokom, • eksplozijsko varjenje, • difuzijsko varjenje.

Beležke:

51

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Vrste talilnih zvarnih spojev

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

Ime spoja in opis

Prečni prerez

Ime spoja in opis

Soležni spoj Deli ležijo v eni ravnini

Poševni spoj Spoj dveh delov pod kotom

Soležni spoj s privihom Spoj varjencev s privihanimi robovi

Kotni spoj T Spoj dveh pravokotnih delov

Prekrivni spoj Spoj delov, ki se delno prekrivajo (tudi zaplatni spoj)

Križni spoj (dvojni T) Spoj treh delov, ki se križajo

Paralelni spoj Spoj dveh delov, ki se v celoti prekrivata

Vogalni spoj Robni spoj delov pod poljubnim kotom

Skladovni spoj Spoj dveh vzporednih delov

Večdelni spoj Spoj večih delov, ki s čeli tvorijo žleb

Beležke:

52

Prečni prerez

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Splošna razdelitev zvarov

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

soležni zvari a)

posebni zvari

kotni zvari c)

d)

e)

b) X-zvar

c) kotni zvar

d) dvojni kotni zvar

f)

b)

a) V-zvar

e) K-zvar z dvojnim kotnim zvarom f) polovični Y-zvar s kotnim zvarom v korenu

Beležke:

53

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Vrste in oblike talilnih zvarov

______________________________

Fakulteta za strojništvo Ime zvara

Znak

Priprava

Ime zvara Soležni spoji

Izvedba

Zvar s privihom

Polovični Y-zvar

I-zvar

Dvojni Y-zvar

V-zvar

K-zvar

Polovični V-zvar

U-zvar

Široki V-zvar

Dvojni U-zvar

X-zvar

J-zvar

Y-zvar

Dvojni J-zvar Kotni spoji

Kotni zvar Dvojni kotni zvar

Vogelni zvar

Skladovni spoji Robni ploščati zvar

Robni V-zvar

Beležke:

54

Znak

Priprava

Izvedba

Zvarni spoji

izr. prof. dr. Zoran Ren

Vrste in oblike mehansko varjenih zvarov

Fakulteta za strojništvo

Ime

Strojni elementi - I. del

Znak

Priprava

Ime

Izvedba

Soležni spoji Grebenasti zvar

Gneteni zvar

Žmulasti zvar

Prekrivni spoji Enoredni točkovni zvar

Bradavični zvar

Dvoredni točkovni zvar

Kolutni zvar

Beležke:

55

Znak

Priprava

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

Izvedba

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Kakovostni razredi zvarov po SIST ISO 10721

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

1. razred − vse vrste soležnih zvarov morajo imeti korenske zvarke, kotni in križni zvari pa prevarjene prereze; uporabljeno osnovno in dodajno gradivo mora imeti atest; zvari morajo biti brez napak, izvaja se 100% kontrola (radiografska, ultrazvočna); varijo lahko samo strokovno usposobljeni varilci z atestom za ta kakovostni razred. 2. razred − vse vrste spojev in zvarov; gradiva so atestirana, manjše napake so dopustne le v zvarih, ne sme pa biti razpok; obvezna je 50% kontrola; varijo lahko le varilci z atestom za postopke in položaje varjenja, ki so možni na konstrukciji. 3. razred − soležne zvare morajo izdelati atestirani varilci; zahtevana je 10% kontrola zvarov z ultrazvokom in 100% vizualna in merska kontrola. 4. razred − ni posebnih zahtev, zato se lahko uporablja le za enostavne konstrukcije.

Beležke:

56

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Skupine zvarov po DIN EN 25817 za namene preračuna

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

skupina B − zvari visoke kakovosti (1. in 2. kakovostni razred); uporabljamo jih pri visokih obremenitvah, kjer je porušitev zvara lahko življenjsko nevarna ali povzroči izpad glavne funkcije stroja ali naprave, pri velikih dinamičnih obremenitvah (npr. vozila, delovni stroji, preše, vzvodovja itd.), oziroma pri posebnih zahtevah pri rezervoarjih in tlačnih posodah v stroje- in žerjavogradnji; skupina C − zvari srednje kakovosti (3. kakovostni razred); uporabljamo jih pri srednje velikih obremenitvah, kjer porušitev zvara ne povzroči izpada glavne funkcije stroja ali naprave, in pri srednje velikih dinamičnih obremenitvah (npr. podpore, določeni deli ohišij, ohišja ležajev itd.); skupina D − zvari nizke kakovosti (4. kakovostni razred); uporabljamo jih pri majhnih obremenitvah, kjer porušitev zvara nima bistvenih posledic, in pri statični ali majhni dinamični obremenitvi (npr. priprave, zaboji, zaščite itd.).

Beležke:

57

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Oblikovanje talilnih zvarnih spojev

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

• pravilna izbira vrste in načina izdelave zvara a)

1

c)

2

σ1

2

σ1

σ2

b)

1

σ2

d) σ1

σ2 1

σ2

σ1

2

12

a) V-zvar s slabo prevarjenim korenom c) V-zvar z očiščenim in zavarjenim korenom b) V-zvar z dobro prevarjenim korenom d) X-zvar

• izogibati se nateznim napetostim v korenu zvara pravilno

nepravilno

F

A

Beležke:

58

F

Detajl A σmax

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Oblikovanje talilnih zvarnih spojev

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

• izogibati se spremembi toka silnic v območju zvara a)

b)

σ

F

a) izbočen

tlak

F

a) soležni spoj a)

F

σ

nateg

F

nateg

b) kotni spoj c)

b)

b) ravni

Beležke:

59

c) vbočen

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Oblikovanje talilnih zvarnih spojev

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

• varjenci primerno oblikovani za varjenje (a) a)

b)

kopičenje zvarov

pravilno

nepravilno

nepravilno pravilno

• izogibati se kopičenju zvarov (b) • izogibati se prekratkim in predolgim zvarom; dolžina zvara v mejah max(6a, 40 mm) ≤ lzv ≤ 150a. • paziti na dostopnost zvarov Beležke:

60

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Računska debelina zvara

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

• računska debelina zvara soležni zvar: a = tmin kotni zvar:

2 mm za tmax < 30 mm 1 mm ⋅ t max − 0,5 mm ≥  5 mm za t max ≥ 30 mm

a min ≥

a max ≤ 0,7 ⋅ tmin c) tmin

d)

e)

tmin

t

b)

tmin

a)

a) soležni zvar b) ravni kotni zvar c) izbočen kotni zvar

Beležke:

61

d) vbočen kotni zvar e) neenakokraki kotni zvar

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Računska dolžina zvara

______________________________

Zvarni spoji

Fakulteta za strojništvo

• računska nosilna dolžina zvara dolžina na kateri ima zvar polno debelino a a)

b) a lzv

a l

lzv a

a

a=t

l

Varjenje brez prilege: lzv = l − 2a

a

a) soležni zvar

b) kotni zvar

Varjenje s prilego:

prilega

lzv = l

Beležke:

62

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

a)

τ||

a=t

Zvarni spoji

σ1| |

σ1⊥ priključna ravnina zvara 1

τ2| |

τ1⊥ τ1| |

σ2⊥ τ2⊥

a

σ⊥

______________________________

b)

σ|| τ⊥

σ||

Strojni elementi

Kritični prerezi zvara in osnovne napetosti

σ2 | |

a) soležni zvar

a

σ1⊥ = τ2⊥ τ1⊥ = σ2⊥ σ1| | = σ2 | | τ1| | = τ2| |

priključna ravnina zvara 2

b) kotni zvar

σ⊥ − normalna napetost - pravokotno na računsko ravnino zvara, σ − normalna napetost - vzdolž zvara, τ⊥ − strižna napetost - v računski ravnini pravokotno na dolžino zvara, τ − strižna napetost - v računski ravnini vzdolž dolžine zvara. Beležke:

63

izr. prof. dr. Zoran Ren

Tlačna, natezna in strižna obremenitev zvarnega spoja

σn⊥  F  τ s⊥  = Azv τ s | | 

σ zv dop ≤   τ zv dop

a)

F = Fn⊥ F = Fs⊥ F = Fs Azv = Σa⋅lzv

Fn⊥

lzv

Fn⊥

______________________________

Zvarni spoji

normalna sila pravokotno na ravnino zvara strižna prečna sila; prečni zvari strižna vzdolžna sila; vzdolžni zvari računski prerez zvara

a

b)

Azv +σn⊥

Strojni elementi

+σn⊥

a

d

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Azv

a a) soležni zvar

b) kotni zvar

lzv2

Fs a2 vzdolžni zvar

Beležke:

64

lzv1

τs | |

Azv lzv2

prečni zvar

a1

lzv1

τs⊥ τs | |

+σn⊥

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Upogibna obremenitev zvarnega spoja

Fakulteta za strojništvo

______________________________

Zvarni spoji

• upogib v kritični ravnini zvara Mu ⋅ y zv I zv

a)

b) F

a=t

F

L

Azv

težišče zvara

Azv

+σu⊥

+σu⊥

lzv

L

≤ σ zv dop

yzv

σu⊥ =

−σu⊥

−σu⊥

a) soležni zvar

b) kotni zvar

Beležke:

65

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Upogibna obremenitev zvarnega spoja

Fakulteta za strojništvo

______________________________

Zvarni spoji

• upogib v prečni ravnini zvara Mu ⋅ y zv I

≤ σ zv dop

τ|| =

b

a)

Fp ⋅ H I ⋅ Σa b

b)

A1 = b⋅t

s=a

n

l

pasnica

y1

Σa = a

y2

H = y1⋅A1 + y2⋅A2

Σa = 2a

a τ|| σu | |

n

težiščnica stojina

H = y1⋅A1

n pasnica

stojina

σu | |

yzv n

težiščnica

τ||

A2= l⋅s

yzv

y1

t

A1 = b⋅t

≤ τ zv dop

t

σu | | =

Fp

Fp Mu

Mu

a) soležni zvar

b) kotni zvar

Beležke:

66

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Vzvojna obremenitev zvarnega spoja

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

• vzvoj krožnega zvara T

τt | |

a

d = 2r

a

τt | | =

d Azv

T Wtzv

≤ τ zv dop

τt | |

• vzvoj splošnega zvara τt

lzv F

L

a

b

b

r težišče zvarnega spoja

τt =

Azv τs⊥ τt

τs⊥

T ⋅ r ≤ τ zv dop I tzv F = ≤ τ zv dop Azv

τ⊥ ≈ τt + τs⊥ ≤ τzv dop

lzv

Beležke:

67

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Sestavljena napetostna stanja in primerjalne napetosti

• skupna normalna napetost

σ ⊥ = σ n⊥ + σu⊥

• skupna strižna napetost

τ = τ 2⊥ + τ 2| |

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

≤ σ zv dop

≤ τ zv dop

• primerjalna napetost v zvaru (hipoteza največjih normalnih napetosti) σ pzv =

1  ⋅  σ ⊥ + σ 2⊥ + 4 ⋅ τ 2  ≤ σ zv dop  2 

• primerjalna vrednost napetosti τ pzv = σ 2⊥ + τ 2 = σ 2⊥ + τ 2⊥ + τ 2| |

≤ τ zv dop

• primerjalna napetost v bližnjih prerezih varjenih delov σ p = σ 2 + 3τ 2 Beležke:

68

≤ σ dop

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Dopustne napetosti v talilnih zvarih

Fakulteta za strojništvo

Vrsta zvara

Napetostno stanje zvara in oznaka dopustne napetosti

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

Vrsta obremenitve

S k u p i n a

S235

S355

S235

S355

S235

S355

B C D B C D B C D B C D

160 130 110 100 80 70 140 110 100 90 70 60

220 175 155 140 110 100 180 145 125 110 85 75

110 85 75 70 55 50 95 75 65 60 50 40

130 105 90 80 65 55 100 80 70 70 55 50

55 45 40 35 30 25 45 35 32 30 25 20

65 50 45 40 32 28 50 40 35 35 30 25

statična

utripna

izmenična

Gradivo varjencev

Nateg, tlak, upogib, sest. napetost

σzv dop

Strig

τzv dop

Nateg, tlak, upogib, sest. napetost

σzv dop

Strig

τzv dop

Ploščati kotni zvar

Vsi primeri

σzv dop τzv dop

B C D

90 70 60

110 85 75

60 50 40

70 55 50

30 25 20

35 30 25

Vbočen kotni zvar

Vsi primeri

σzv dop τzv dop

B C D

120 95 85

150 120 100

75 60 50

90 70 60

40 30 25

45 35 30

Dvojni ploščati* in krožni kotni zvar

Vsi primeri

σzv dop τzv dop

B C D

140 110 100

190 150 130

90 70 60

120 95 85

50 40 35

55 45 40

Soležni zvar s prevarjenim korenom

Soležni zvar brez prevarjenega korena

Beležke:

69

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Oblikovanje točkovnih zvarnih spojev

Fakulteta za strojništvo

______________________________

Zvarni spoji

• vedno oblikujemo kot prekrivne spoje F

F

c) F

F

F

d)

F

F

l

b)

a)

T = F⋅l

a) strig b) simetrični nateg c) nesimetrični nateg d) vzvoj

• priporočljiva samo strižna obremenitev točkovnih zvarov pravilno

pravilno

nepravilno! natezna obremenitev

nepravilno! nesimetrična natezna obremenitev

Beležke:

70

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Oblikovanje točkovnih zvarnih spojev

Fakulteta za strojništvo

______________________________

Zvarni spoji

• v smeri obremenitve zaporedno namestiti najmanj 2 in največ 5 varilnih točk F

d

e

v

• izogibati se enovrstnim prekrivnim prečno obremenjenim zvarnim spojem a)

Fn

F

c)

b) F

F

F

F

F

Ft

a) enovrstni enostranski

b) dvovrstni enostranski c) dvovrstni dvostranski z zaplato

• paziti na dostopnost orodij za točkovno varjenje Beležke:

71

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del Strojni elementi

Izbira premera in razporeditve varilnih točk

______________________________

Zvarni spoji

• izkustvena priporočila za izbiro premera varilne točke konstrukcijska jekla

d = 5 ⋅ tmin

legirana jekla

d = (3,5…4,5)⋅tmin

aluminij

d = (10…11)⋅tmin

• priporočila za razporeditev točkovnih zvarov

d

d

b

b

a

d

v

v

e

enovrstni točkovni zvar

tmin d 0,5 1 1,5 2

3 4 5 6

e

v

dvovrstni točkovni zvar

e

v

a

10…20 12…25 15…30 18…36

6…12 8…16 10…20 12…24

8…12 10…15 12…18 15…22

b tmin d 6 7,5 8 9

3 4 5 6

8 10 12 14

e

e

dvovrstni izmenični točkovni zvar

e

v

a

b

25…50 30…60 36…71 45…85

16…32 20…40 24…48 28…56

20…30 25…38 30…45 36…53

11 13 15 18

Oznake: tmin – najtanjša debelina pločevine d – premer varilne točke e – razdalja med varilnimi točkami v – razdalja od roba pločevine v smeri varilnih točk a – razdalja med dvema vrstama varilnih točk b – razdalja od roba pločevine normalno na smer varilnih točk

Beležke:

72

izr. prof. dr. Zoran Ren

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi - I. del

Trdnostni preračun točkovnih zvarnih spojev

F

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

• strižna obremenitev zvarne točke

verjetna porušitvena linija spoja

τ zv =

F n ⋅ m ⋅ Azv

≤ τ zv dop

• natezna obremenitev zvarne točke τs = F

Beležke:

73

F n ⋅ d ⋅ π ⋅ t min

≤ τ s dop

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Fakulteta za strojništvo

a)

d F

b)

d

t

Kontrola ustreznosti debeline varjencev F

p

c)

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

F m=1

d

t

d F

F

p

F m=2

a) eno in dvostranski točkovni zvar b) ekvivalentni spoj z zatičem c) strižne ravnine spoja

• kontrola površinskega tlaka p=

F n ⋅ d ⋅ tmin

≤

pdop

• dimenzioniranje na porušitveno silo varjencev Fzvm = n ⋅ m ⋅ Azv ⋅ τ zvm Beležke:

74

≈ S ⋅ Rm = Fm

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del

Dopustne napetosti točkovnih zvarov jeklenih varjencev

Fakulteta za strojništvo

Strojni elementi ______________________________

Zvarni spoji

Dopustne napetosti točkovnih zvarov v [N/mm2] Natezna trdnost jeklenih varjencev Rm v [N/mm2]

Vrsta dopustne napetosti

Vrsta obremenitve

250

300

350

400

450

500

550

600

τzv dop

statična utripna izmenična

60 40 20

75 50 25

90 55 30

100 65 35

110 70 35

125 80 40

135 90 45

150 95 50

pdop

ena strižna ravnina

statična utripna izmenična

165 110 55

200 130 65

235 150 75

265 175 90

300 195 100

335 215 110

365 240 120

400 260 130

pdop

dve strižni ravnini

statična utripna izmenična

275 180 90

335 215 110

390 250 125

445 285 145

500 320 160

555 355 180

610 390 195

665 425 215

τs dop

statična utripna, izmenična

75 50

90 60

105 70

120 80

135 90

150 100

165 110

180 120

Oznake: τzv dop pdop τs dop

dopustna strižna napetost točkovnega zvara dopustni površinski tlak gradiva varjenca dopustna strižna napetost gradiva varjenca

Beležke:

75

izr. prof. dr. Zoran Ren

Strojni elementi - I. del Strojni elementi ______________________________

Primeri praktičnih zvarnih spojev Fakulteta za strojništvo

vezna cev

D = φ50

R

r

t= a

vilice

zvar

Beležke:

76

Zvarni spoji